在前人研究的基础上，本文通过对北京市东南郊天堂河流域降雨、水文地质条件的分析，建立浅层地下水运动数学模型，根据抽水试验结果并参考有关资料确定水文地质和地下水补给的有关参数，根据工业、农业、生活现状用水情况及未来的发展趋势，采用有限元的方法对地下水运动数学模型进行求解。运用数学模型对天堂河流域浅层地下水变化情况进行数值模拟分析和预测，分别预测出2005年、2010年、2020年三个控制年，在不同降雨量水平、不同种植结构和不同节水灌溉条件下，流域地下水的变化情况。结果表明：流域地下水超采严重，如不加大节水措施及改变种植结构，天堂河流域的地下水位将逐年降低，影响本流域的农业可持续发展，对本地区的经济也会造成不利影响。最后本文对流域今后的节水方向及节水措施提出了建议，供有关部门参考。